【网络编程开发】17.“自动云同步“项目实践

17."自动云同步"项目实践

文章目录

17."自动云同步"项目实践
- 项目简介
- - 准备
  - 功能需求
  - 需求分析
  - 实现步骤
- 1.实现TCP通信
- - server.c 服务端
  - tcp.h
  - client.c 客户端
- 函数封装
- - tcp.c
  - tcp.h
  - server.c
  - client.c
  - 编译运行
- 2.实现文件传输
- - sever.c
  - client.c
  - tcp.c
  - tcp.h
  - Makeifle
  - 编译运行
- 3.实现用文件名传输
- - server.c
  - client.c
  - tcp.c
  - tcp.h
  - .info
  - 文件位置
  - 编译运行

项目简介

准备

Linux 操作系统（ubuntu模拟机）
C语言
文件IO
网络编程（tcp/ip 协议）

功能需求

保持云端数据和终端数据的一致
上传和下载
实时同步
定时同步
手动同步

需求分析

文件的上传和下载
文件的大小不确定
文件的个数不确定
实时同步需要获取文件事件
定时同步需要设置定时器

实现步骤

实现TCP通信
使用TCP实现文件的上传和下载
实现整个目录下的文件的同步
实现项目框架
完成项目

1.实现TCP通信

server.c 服务端

#include "tcp.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd, newfd;
	int ret;
	char buf[BUFSIZ];
	Addr_in addr, client_addr;
	socklen_t addrlen = sizeof(addr);
	/*检查参数*/
	if(argc < 3){
		fprintf(stderr, "%s <addr><port>\n", argv[0]);
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	/*创建套接字*/
	if( (fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ) < 0)
		ErrExit("socket");
	/*设置通信结构体*/
	bzero(&addr, sizeof(addr) );
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );
	if (inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {
		fprintf(stderr, "Invalid address\n");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	/*绑定通信结构体*/
	if( bind(fd, (Addr *)&addr, sizeof(addr) ) )
		ErrExit("bind");

	/*监听模式*/
	if( listen(fd, BACKLOG) )
		ErrExit("listen");
	
	/*接收客户端连接*/
	do {
		newfd = accept(fd, (Addr *)&client_addr, &addrlen);
	}while(newfd < 0 && errno == EINTR); //如果信号导致的错误，继续执行
	if(newfd < 0)
		ErrExit("accept");

	/*接收客户端数据*/
	while(1){
		do {
			ret = recv(newfd, buf, BUFSIZ, 0);
		}while(ret < 0 && errno == EINTR); //如果信号导致的错误，继续执行
		if(ret < 0)
			ErrExit("recv");
		else if(!ret)
			break;
		else
			printf("[%s:%d]buf:%s\n", 
					inet_ntoa(client_addr.sin_addr), //IP地址
					ntohs(client_addr.sin_port), buf);//端口号，buf
	}

	close(newfd);
	close(fd);
	return 0;
}

tcp.h

#ifndef _TCP_H_
#define _TCP_H_

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>

#define BACKLOG 5  //在未完成连接队列中的允许最大连接数

#define ErrExit(msg) do { perror(msg); \
	exit(EXIT_FAILURE); } while(0)

typedef struct sockaddr Addr;
typedef struct sockaddr_in Addr_in;

#endif

编译 gcc -o server server.c -Wall
运行 ./server 0 8080 ‘0’ 代指本地回环地址，通常为127.0.0.1
nc命令模拟客户端 nc 0 8080
发送数据，验证程序

在这里插入图片描述

client.c 客户端

#include "tcp.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd;
	int ret;
	char buf[BUFSIZ] = {"===test==="};
	Addr_in addr;
	/*检查参数*/
	if(argc < 3){
		fprintf(stderr, "%s <addr><port>\n", argv[0]);
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	/*创建套接字*/
	if( (fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ) < 0)
		ErrExit("socket");
	/*设置通信结构体*/
	bzero(&addr, sizeof(addr) );
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );
	if (inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {
		fprintf(stderr, "Invalid address\n");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	/*发起连接请求*/
	if( connect(fd, (Addr *)&addr, sizeof(addr) ) )
		ErrExit("connect");

	/*发送数据*/
	while(1){
		do {
			ret = send(fd, buf, BUFSIZ, 0);
		}while(ret < 0 && errno == EINTR); //如果信号导致的错误，继续执行
		if(ret < 0)
			ErrExit("recv");
		else if(!ret)
			break;
		printf("send data:%s", buf);
		fflush(stdout);
		getchar();
	}

	close(fd);
	return 0;
}

编译 gcc -o client client.c
运行服务端 ./sever 0 8080
运行客户端./client 0 8080
开始通信，按一下回车发一次数据

在这里插入图片描述

函数封装

将上面写的代码封装成函数方便后期阅读,一共四个代码文件：tcp.c、tcp.h、server.c、client.c

tcp.c

#include "tcp.h"

void Argment(int argc, char *argv[]){
	if(argc < 3){
		fprintf(stderr, "%s <addr><port>\n", argv[0]);
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
}

int SocketInit(char *argv[], bool server){
	int fd;
	Addr_in addr;
	func_t func = server?bind:connect;
	/*创建套接字*/
	if( (fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ) < 0)
		ErrExit("socket");
	/*设置通信结构体*/
	bzero(&addr, sizeof(addr) );
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );
	if (inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {
		fprintf(stderr, "Invalid address\n");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	/*地址快速重用*/
	int b_reuse = 1;
	setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &b_reuse, sizeof(int) );
	/*发起连接请求或绑定地址*/
	if( func(fd, (Addr *)&addr, sizeof(addr) ) )
		ErrExit("connect or bind");

	if(server){
		/*监听模式*/
		if( listen(fd, BACKLOG) )
			ErrExit("listen");

	}
	return fd;
}

tcp.h

#ifndef _TCP_H_
#define _TCP_H_

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <stdbool.h>

#define BACKLOG 5

#define ErrExit(msg) do { perror(msg); \
	exit(EXIT_FAILURE); } while(0)


typedef struct sockaddr Addr;
typedef struct sockaddr_in Addr_in;

typedef int (* func_t)(int, const Addr *, socklen_t);

void Argment(int argc, char *argv[]);
int SocketInit(char *argv[], bool server);
#endif

server.c

#include "tcp.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd, newfd;
	int ret;
	char buf[BUFSIZ];
	Addr_in client_addr;
	socklen_t addrlen = sizeof(Addr_in);
	/*检查参数*/
	Argment(argc, argv);
	/*创建服务端套接字*/
	fd = SocketInit(argv, true);

	/*接收客户端连接*/
	do {
		newfd = accept(fd, (Addr *)&client_addr, &addrlen);
	}while(newfd < 0 && errno == EINTR); //如果信号导致的错误，继续执行
	if(newfd < 0)
		ErrExit("accept");

	/*接收客户端数据*/
	while(1){
		do {
			ret = recv(newfd, buf, BUFSIZ, 0);
		}while(ret < 0 && errno == EINTR); //如果信号导致的错误，继续执行
		if(ret < 0)
			ErrExit("recv");
		else if(!ret)
			break;
		else
			printf("[%s:%d]buf:%s\n", 
					inet_ntoa(client_addr.sin_addr), 
					ntohs(client_addr.sin_port), buf);
	}

	close(newfd);
	close(fd);
	return 0;
}

client.c

#include "tcp.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd;
	int ret;
	char buf[BUFSIZ] = {"===test==="};
	/*检查参数*/
	Argment(argc, argv);

	fd = SocketInit(argv, false);

	/*发送数据*/
	while(1){
		do {
			ret = send(fd, buf, BUFSIZ, 0);
		}while(ret < 0 && errno == EINTR); //如果信号导致的错误，继续执行
		if(ret < 0)
			ErrExit("recv");
		else if(!ret)
			break;
		printf("send data:%s", buf);
		fflush(stdout);
		getchar();
	}

	close(fd);
	return 0;
}

编译运行

服务端编译：gcc -g -Wall server.c tcp.c -o server
客户端编译：gcc -g -Wall client.c tcp.c -o client
运行服务端：./server
运行客户端：./client

为了方便编译，写一个Makefile文件

Makefile

all:server client
CC=gcc
CFLAGS=-g -Wall

server:tcp.c server.c

client:tcp.c client.c

clean:
	rm server client

这样编译时输入make 命令即可
清理生成的可执行文件输入clean 命令即可

2.实现文件传输

sever.c

添加了接收文件名、创建文件、接收文件

#include "tcp.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd, newfd, file_fd;
	int ret;
	char buf[BUFSIZ] = {};
	Addr_in client_addr;
	socklen_t addrlen = sizeof(Addr_in);
	/*检查参数*/
	Argment(argc, argv);
	/*创建服务端套接字*/
	fd = SocketInit(argv, true);

	/*接收客户端连接*/
	do {
		newfd = accept(fd, (Addr *)&client_addr, &addrlen);
	}while(newfd < 0 && errno == EINTR); //如果信号导致的错误，继续执行
	if(newfd < 0)
		ErrExit("accept");

	/*接收文件名字*/
	ret = SocketDataHandle(newfd, buf, BUFSIZ, recv);

	/*创建文件*/
	if( (file_fd = open(buf, O_WRONLY|O_CREAT, 0660) ) < 0)
		ErrExit("file_fd");
	buf[0] = OK;
	SocketDataHandle(newfd, buf, 1, (DataHand_t)send);
	/*接收文件*/
	while(1){
		ret = SocketDataHandle(newfd, buf, BUFSIZ, recv);
		if(!ret)
			break;
		write(file_fd, buf, ret);
	}

	close(file_fd);
	close(newfd);
	close(fd);
	return 0;
}

client.c

添加了发送文件名、发送文件

#include "tcp.h"
#define FILENAME "picture.jpg"//要发送的文件

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd, file_fd;
	int ret;
	char buf[BUFSIZ];
	/*检查参数*/
	Argment(argc, argv);

	fd = SocketInit(argv, false);

	/*打开文件*/
	if( (file_fd = open(FILENAME, O_RDONLY) ) < 0)
		ErrExit("open");

	/*发送文件名字*/
	SocketDataHandle(fd, FILENAME, strlen(FILENAME), (DataHand_t)send);
	SocketDataHandle(fd, buf, 1, recv);
	
	/*发送文件*/
	if(buf[0] == OK){
		while(1){
			do {
				ret = read(file_fd, buf, BUFSIZ);
			}while(ret < 0 && errno == EINTR);
			if( ret < 0)
				ErrExit("read");
			if(!ret)
				break;
			ret = SocketDataHandle(fd, buf, ret, (DataHand_t)send);
			if(!ret)
				break;
		}
	}

	close(file_fd);
	close(fd);
	return 0;
}

tcp.c

添加了发送接收函数SocketDataHandle()

#include "tcp.h"

void Argment(int argc, char *argv[]){
	if(argc < 3){
		fprintf(stderr, "%s <addr><port>\n", argv[0]);
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
}

int SocketInit(char *argv[], bool server){
	int fd;
	Addr_in addr;
	func_t func = server?bind:connect;
	/*创建套接字*/
	if( (fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ) < 0)
		ErrExit("socket");
	/*设置通信结构体*/
	bzero(&addr, sizeof(addr) );
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );
	if (inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {
		fprintf(stderr, "Invalid address\n");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	/*发起连接请求或绑定地址*/
	if( func(fd, (Addr *)&addr, sizeof(addr) ) )
		ErrExit("connect");

	if(server){
		/*地址快速重用*/
		int b_reuse = 1;
		setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &b_reuse, sizeof(int) );

		/*监听模式*/
		if( listen(fd, BACKLOG) )
			ErrExit("listen");

	}
	return fd;
}

int SocketDataHandle(int fd, void *buf, size_t len, DataHand_t datahandle){
	int ret;
	char *str = datahandle == recv ? "recv" :"send";
	do {
		ret = datahandle(fd, buf, len, 0);
	} while(ret < 0 && errno == EINTR);
	if(ret < 0)
		ErrExit(str);
	return ret;
}

tcp.h

#ifndef _TCP_H_
#define _TCP_H_

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

#define BACKLOG 5

#define ErrExit(msg) do { perror(msg); \
	exit(EXIT_FAILURE); } while(0)


typedef struct sockaddr Addr;
typedef struct sockaddr_in Addr_in;

typedef int (* func_t)(int, const Addr *, socklen_t);
typedef ssize_t(* DataHand_t)(int, void *, size_t, int);

void Argment(int argc, char *argv[]);
int SocketInit(char *argv[], bool server);
int SocketDataHandle(int fd, void *buf, size_t len, DataHand_t datahandle);


#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define OK '1'

#endif

Makeifle

添加了mv_client命令，通过终端该文件夹下输入make mv_client ，即可将client文件移动到/home/linux/Study/study8/Project/test/目录下

all:server client
CC=gcc
CFLAGS=-g -Wall

server:tcp.c server.c

client:tcp.c client.c

mv_client:
	mv client /home/linux/Study/study8/Project/test/
clean:
	rm server client

编译运行

将文件 picture.jpg 放在客户端目录：/home/linux/Study/study8/Project/test/
切换到服务端的目录下：cd /home/linux/Study/study8/Project/v3/
编译：make
移动客户端可执行文件：make mv_client
运行服务端：./server 0 8080
再开一个终端，切换到客户端目录下：cd /home/linux/Study/study8/Project/test/
运行客户端：./client 0 8080
查看服务端目录，文件picture.jpg 是否被传输

在这里插入图片描述

3.实现用文件名传输

server.c

#include "tcp.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd, newfd, file_fd;
	int ret;
	char buf[BUFSIZ] = {};
	Addr_in client_addr;
	socklen_t addrlen = sizeof(Addr_in);
	/*检查参数*/
	Argment(argc, argv);
	/*创建服务端套接字*/
	fd = SocketInit(argv, true);

	/*接收客户端连接*/
	do {
		newfd = accept(fd, (Addr *)&client_addr, &addrlen);
	}while(newfd < 0 && errno == EINTR); //如果信号导致的错误，继续执行
	if(newfd < 0)
		ErrExit("accept");

	/*接收文件名字*/
	ret = SocketDataHandle(newfd, buf, BUFSIZ, recv);

	/*创建文件*/
	if( (file_fd = open(buf, O_WRONLY|O_CREAT, 0660) ) < 0)
		ErrExit("file_fd");
	buf[0] = OK;
	SocketDataHandle(newfd, buf, 1, (DataHand_t)send);
	/*接收文件*/
	while(1){
		ret = SocketDataHandle(newfd, buf, BUFSIZ, recv);
		if(!ret)
			break;
		write(file_fd, buf, ret);
	}

	close(file_fd);
	close(newfd);
	close(fd);
	return 0;
}

client.c

修改为运行时只读入一个参数‘文件名’

IP地址和端口号改为从.info文件中读取

#include "tcp.h"

#define INFOFILE ".info"

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd, file_fd;
	int ret;
	FILE *fp;
	char buf[BUFSIZ];
	char *filename = argv[1];

	if(argc < 2){
		printf("%s <filename>\n", argv[0]);
		exit(0);
	}

	/*通过配置文件获取IP地址和端口号*/
	if( (fp = fopen(INFOFILE, "r") ) == NULL)
		ErrExit("fopen");
	fgets(buf, 20, fp); //读取第一行
	buf[strlen(buf)-1] = '\0';
	argv[1] = buf;
	fgets(&buf[20], 20, fp);//读取第二行
	buf[strlen(&buf[20])-1+20] = '\0';
	argv[2] = &buf[20];

	fd = SocketInit(argv, false);

	/*打开文件*/
	if( (file_fd = open(filename, O_RDONLY) ) < 0)
		ErrExit("open");

	/*发送文件名字*/
	SocketDataHandle(fd, filename, strlen(filename), (DataHand_t)send);
	SocketDataHandle(fd, buf, 1, recv);
	
	/*发送文件*/
	if(buf[0] == OK){
		while(1){
			do {
				ret = read(file_fd, buf, BUFSIZ);
			}while(ret < 0 && errno == EINTR);
			if( ret < 0)
				ErrExit("read");
			if(!ret)
				break;
			ret = SocketDataHandle(fd, buf, ret, (DataHand_t)send);
			if(!ret)
				break;
			printf("ret = %d\n", ret);
		}
	}

	close(file_fd);
	close(fd);
	return 0;
}

tcp.c

#include "tcp.h"

void Argment(int argc, char *argv[]){
	if(argc < 3){
		fprintf(stderr, "%s <addr><port>\n", argv[0]);
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
}

int SocketInit(char *argv[], bool server){
	int fd;
	Addr_in addr;
	func_t func = server?bind:connect;
	/*创建套接字*/
	if( (fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ) < 0)
		ErrExit("socket");
	/*设置通信结构体*/
	bzero(&addr, sizeof(addr) );
	addr.sin_family = AF_INET;
	addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );
	if (inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {
		fprintf(stderr, "Invalid address\n");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	/*发起连接请求或绑定地址*/
	if( func(fd, (Addr *)&addr, sizeof(addr) ) )
		ErrExit("connect");

	if(server){
		/*地址快速重用*/
		int b_reuse = 1;
		setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &b_reuse, sizeof(int) );

		/*监听模式*/
		if( listen(fd, BACKLOG) )
			ErrExit("listen");

	}
	return fd;
}

int SocketDataHandle(int fd, void *buf, size_t len, DataHand_t datahandle){
	int ret;
	char *str = datahandle == recv ? "recv" :"send";
	do {
		ret = datahandle(fd, buf, len, 0);
	} while(ret < 0 && errno == EINTR);
	if(ret < 0)
		ErrExit(str);
	return ret;
}

tcp.h

#ifndef _TCP_H_
#define _TCP_H_

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

#define BACKLOG 5

#define ErrExit(msg) do { perror(msg); \
	exit(EXIT_FAILURE); } while(0)


typedef struct sockaddr Addr;
typedef struct sockaddr_in Addr_in;

typedef int (* func_t)(int, const Addr *, socklen_t);
typedef ssize_t(* DataHand_t)(int, void *, size_t, int);

void Argment(int argc, char *argv[]);
int SocketInit(char *argv[], bool server);
int SocketDataHandle(int fd, void *buf, size_t len, DataHand_t datahandle);


#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define OK '1'

#endif

.info

用来储存IP地址和端口号

用ls命令查看它时，加-a选项

127.0.0.1
8080

文件位置

server.c，client.c，tcp.c，tcp.h，在服务端文件夹

.info，爱的箴言-郑钧.mp3，在客户端文件夹

编译运行

切换到服务端的目录下：cd /home/linux/Study/study8/Project/v4/
编译：make
移动客户端可执行文件的客户端目录下：make mv_client
运行服务端：./server 0 8080
再开一个终端，切换到客户端目录下：cd /home/linux/Study/study8/Project/test/
运行客户端：./client 爱的箴言-郑钧.mp3
查看服务端目录，文件爱的箴言-郑钧.mp3 是否被传输，试听一下

在这里插入图片描述

项目基本的功能已经实现，请自己尝试完成项目，完整项目代码看下一章